化学反应工程试题
化学反应工程综合习题及答案
一、填空题：
1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递和
动量传递，“一反”是指反应动力学。
2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高的反
应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。
3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和
阶跃示踪法。
4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分
法和微分法。
5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模型
参数为Pe（或Ez / uL）。
6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。
7.平推流反应器的E函数表达式为
,
()
0,
t t
E t
t t
?∞=
?
=?
≠
??
，其无因次方差2θσ= 0 ，
而全混流反应器的无因次方差
2
θ
σ＝ 1 。
8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。
9.对于反应22
A B R
+→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
11.某反应的计量方程为A R S
→+，则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而在
80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。
13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。
14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑反应器的
大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率；
15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一，并且等于（大
于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
16. 下图是某连串反应在各转化率下的产物浓度分布曲线，那么当转化率达70% 时，中间产物
R 的化学反应工程定义总收率为 64% ，按炼厂或化工厂惯用的收率和选择性的定义，在该转化率条件下的收率是 45% ，选择性是 64% 。
二、多项选择题：
1．关于理想的间歇式反应器、平推流反应器和全混流反应器，下列描述正确的是 A, C, D A. 三者同为理想反应器，但理想的内涵是不同的；
B. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是一样的，都是反应器内温度和组成处处相同；
C. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是不一样的，虽然都是反应器内温度和组成处处相同，但前者随着时间的变化温度和组成可能都发生变化，而后者则不随时间变化；
D. 平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器，前者的返混为零，后者为无穷大 2． 关于积分法和微分法，认识正确的是 A, B
A. 积分法和微分法是两种求取动力学参数的数据处理方法，前者对数据的精度要求比后者
低；
B. 积分法不能处理动力学较为复杂的（反应物和产物不止一种、正反应和逆反应的反应级
数不同）可逆反应；
C. 积分法得到的动力学参数比微分法可靠
0 0.2 0.4
0.6 0.8 1.0
0.2
0.4
0.6 0.8
1.0
A R S
X A
C/C A0
3． 对于一级恒容和一级变容不可逆反应，下面叙述正确的是 C
A. 在同一平推流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；
B. 在同一全混流反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；
C. 在同一间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样的；
D. 在同一平推流反应器或间歇式反应器内、在同样条件下进行反应，反应的转化率是一样
的
4． 对于瞬时收率和总收率，下列正确的判断是 A, C
A. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；
B. 对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；
C. 对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；
D. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；
5． 气相变容反应22A B C +?，原料中混入了一定量的惰性气体（惰性气体与A 和B 的转
化率为零时的初始总摩尔数比为1：1，A 与B 的比例为计量比），则膨胀率A ε为 C A. -0.5；B. -1/3；C. -1/6；D. -5/6
6． 纯气体A (浓度2 mol / L ，摩尔流率100 mol / min) 在平推流反应器里分解生成一系列产
物，其动力学为：A A C r products A )min 10(,5.21
-=-→，在一个9.8 L 的反应器里进行反应所能达到的转化率为 A A. 70%；B. 80%；C. 90%；D. 100%
7． 关于E 函数和F 函数，下面正确的是 B, C, D
A. F(t)= E(t)；
B. ?
=
t
dt )t (E )t (F ；C. dt /)t (dF )t (E =；D. 1dt )t (E )(F 0
==∞?∞
8． 轴向分散系数与扩散系数，下面论述正确的是 B, C, D
A. 两者实质上是相同的，都符合Fick 定律；
B. 两者实质上是不同的，轴向分散系数的定义实际上是借用了Fick 定律的形式；
C. 轴向分散系数是与流动有关系的；
D. 扩散系数是物质本身的一种属性
9． 宏观流体和微观流体是流体凝集态的两种极端形式，流体的凝集态不同，对反应结果一般
有明显的影响，但对于 A, B 是例外。
A. 一级不可逆反应；
B. 在平推流反应器内进行反应；
C. 在全混流反应器内进行反应；
D. 零级反应 10．
对于一个气固相催化反应，减小外扩散和内扩散影响的措施正确的是 A
A. 提高反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；
B. 降低反应器内气体的流速，减小催化剂颗粒的直径；
C. 降低反应器内气体的流速，增大催化剂颗粒的直径；
D. 增加催化剂颗粒的直径，提高反应器内气体的流速 11．
关于基元反应的认识，正确的是 A, B
A. 分子数是针对基元反应的概念；
B. 基元反应的计量系数与对应物种的反应级数之间存在一一对应关系；
C. 基元反应R A →和R 2A 2→意义是一样的；
D. 有的基元反应的总反应级数可能是小数 12．
对于一个均相变容反应，针对反应物A 的反应速率，下面表述正确的是 B,D
A. dt dC r A A -
=-；B. dt
dx
x 1C r A A A 0A A ?ε+=-；C. dt
)x 1x (d C r A
A A
0A A ε+=-；
D. dt
dN V 1r A A ?-
=- 13． 对于平行反应
S
A R
A 2
2211
1n ,E ,k n E ,k ???→????→?，，活化能E 1< E 2，反应级数n 1< n 2，如果目的产物是R
的话，我们应该在 D 条件下操作。
A. 高温、反应物A 高浓度；
B. 高温、反应物A 低浓度；
C. 低温、反应物A 高浓度；
D. 低温、反应物A 低浓度 14．
对于化学反应的认识，下面正确的是 B, D
A. 化学反应的转化率、目的产物的收率仅与化学反应本身和使用的催化剂有关系；
B. 化学反应的转化率、目的产物的收率不仅与化学反应本身和使用的催化剂有关，而且还
与反应器内流体的流动方式有关；
C. 反应器仅仅是化学反应进行的场所，与反应目的产物的选择性无关；
D. 反应器的类型可能直接影响到一个化学反应的产物分布 15．
对于一个串联反应，目的产物是中间产物，适宜的反应器是 B
A. 全混流反应器；
B. 平推流反应器；
C. 循环反应器；
D. 平推流与全混流串联在一起的反应器 16．
关于非理想流动与停留时间分布，论述正确的是 A, C
A. 一种流动必然对应着一种停留时间分布；
B. 一种停留时间分布必然对应着一种流动；
C. 一种停留时间分布可能对应着多种流动；
D. 流动与停留时间分布存在一一对应关系 17．
t /t e t
1
)t (E -=是 B
A. 平推流的E 函数；
B. 全混流的E 函数；
C. 平推流串联全混流的E 函数；
D. 全混流串联平推流的E 函数 18．
对于轴向分散模型，选择不同的边界条件，计算公式和结果都有所不同，这说明 D
A. 边界条件是人为设定的，是为了便于有关公式的推导；
B. 边界条件可以自由选取；
C. 边界条件决定于操作条件和反应装置的本身；
D. 边界条件不同，直接影响到反应器内的流动和反应。 19．
对于一个气固相催化反应过程，下列属于动力学因素的是 C, D
A. 气膜扩散；
B. 孔内扩散；
C. 反应物的吸附和产物的脱附；
D. 表面反应 20．
Langmuir 吸附模型的四个假定：均匀表面、单层吸附、吸附机理相同和无相互作用这
几点应该说是非常苛刻的，实际情况很难满足上述要求。然而，对于多数的化学反应，应
用这几点假定进行有关的推导，结果一般是可以接受的，其主要原因在于 A A. 实际反应过程中催化剂表面吸附物种的覆盖度很低； B. 实际的催化剂表面一般很平整；
C. 实际的催化剂表面上活性位间的距离较远；
D. 实际的催化剂表面上活性位的数量有限 21．
关于指前因子和活化能描述正确的是 B
A. 指前因子理论上与温度无关，活化能的取值永远都是正的，活化能大、温度低，反应速
率对温度的变化更敏感；
B. 指前因子理论上与温度有关，但与指数项相比其随温度的变化可以忽略，活化能的取值
永远都是正的，活化能大、温度低，反应速率对温度的变化更敏感；
C. 指前因子理论上与温度有关，活化能的取值不可能永远都是正的，活化能小、温度高，
反应速率对温度的变化更敏感；
22．
对于一级不可逆反应S R A 21k
k ?→??→?
，产物R 的最大浓度通常 C A. 只与速率常数的大小有关； B. 只与反应温度有关；
C. 与A 的初始浓度和速率常数的大小有关；
D. 只与A 的初始浓度有关 23．
测定停留时间分布常用的方法有脉冲示踪法和阶跃示踪法，关于这两种方法，下列描
述正确的是 A ，B ，D A. 这两种方法都是物理示踪法；
B. 根据脉冲示踪法得到的实验数据，可以直接得到E 函数；
C. 根据阶跃示踪法得到的实验数据，可以直接得到E 函数；
D. 根据阶跃示踪法得到的实验数据，可以直接得到F 函数
三、计算题：
1. 某一级液相反应A R →在一只全混流反应器中进行，转化率为95％，如果再串联一只同样的全混流反应器，使转化率仍维持在95％，试问处理量应增加多少？
【解】： 当反应在一个全混流反应器内进行时，根据全混流反应器的设计方程，有
1
11
1τ+=
-k x A (1)
当两个等体积全混流反应器串联时，转化率不变，则有
2
)2
1(11τ+=
-k x A (2)
根据式（1），得1τk =19；根据式（2），得=τk 6.94。
进料体积流率之比等于空时的反比，即
0101
101048.5,2//2v v V V v v R R =∴==τ
τττ。
也就是说，串联后进料体积流率应为原来的5.48倍，即需增加4.48倍。
2. 某速率常数为0.15 min -1的一级不可逆反应在一非理想反应器内进行反应，示踪结果表明，t
和2
θσ 分别为15 min 和0.21。求用多级混合流模型预测的转化率。
解：根据多级混合流模型无因次方差与N 之间的关系，有
2/1N θσ= = 4.76
根据一级不可逆反应多级混合流模型转化率的表达式，有
3. 反应物A 反应首先生成R (k 1 = 6 hr -1)，R 进一步反应生成S (k 2 = 3 hr -1)和T (k 3 = 1 hr -1)。如果浓度为1.0 mol / L 的纯A 在一个全混流反应器内进行反应，求R 浓度达到最大值的空时及R 的最大浓度。
解：根据一级不可逆串联反应在全混流反应器中进行反应时中间物种最大浓度及达到最大浓度空时的公式，有：
842
.0x 158
.0)76.41515.01(1
)N
t k 1(1x 1A 76.4N A ==?+
=+=
-
3.0}
1]/){[(1
2
2/11320
max ,=++=
k k k C C A R L mol C R /3.0max ,= =+=
τ)
(1321k k k opt 0.2 hr
说明：上述两公式也可通过对反应物A 和产物R 两次应用全混流反应器设计方程，求得产物R 的浓度表达式，然后令R
dC =0d τ
，求出 τopt 和C R, max 的值。
4．某一级恒容反应A →P 在一平推流和一全混流反应器所组成的串联反应器组中进行，两反应器的有效容积均为Vr ，进料为纯A ，初始体积流率为v 0，试证明最后的总转化率与这两个反应器的串联顺序无关。（假设两反应器的温度相等且保持恒定，反应器被反应物全部充满）
解: 反应速率方程：A A r kC -= (a) 全混流在前，平推流在后
由全混流的设计方程，得：010101A A A A R A A C C C C V v r kC τ--===-
故：0
10
1A A R C C V k v =
+ 由平推流的设计方程得：
11001
1ln A Af A A X C
Af R A A A x C A A A C V dx dC C v r kC k C ==-=--?? 则：0
0//0010
11R R kV v kV v k A A Af A R C C
C C e
e e V k k v ττ---==
=++
其中0
R
V v τ=
（b ）平推流在前，全混流在后
对平推流： 10100001ln A A A X C R A A
A A C A A
A V dx dC C C v r kC k C τ=
==-=--??
得：10k A A C C e τ-= 对全混流：110A Af
A Af R A
Af
C C C C V v r kC τ--==
=
-
得：01
11
k A A Af C C C e k k τττ-=
=++
即：两各反应器的排列顺序不影响反应结果
5．纯组分A 发生下述平行反应，
R
S （目的产物）
r R =1 mol/(L.min)
r S =C A 2
mol/(L.min )P
r P =2C A mol/(L.min)
A 的起始浓度为2 mol / L ，反应在恒温的条件下进行，试确定在如下反应器中目的产物S 所能达到的最大浓度。
a. 平推流反应器
b. 全混流反应器 解：
(a) 对于平推流反应器：
2
2
(1)S A S A A dC C dC C ?==
-+002()1A A A A C C
A S S A A
C C A
C C dC dC C ?=-=-+??
2
1(1)1A A C
A C A
dC C =--
+? 000111
(1)(1)2ln
111A A A A A A
C C C C C C +=+-+--++++ 当S ?～C A 曲线下的面积最大，即A 完全转化（C A ＝0）时C S 最大，即：
,max 1
(12)12ln313
S C =+---+
= 0.469 mol / L
（b ）对于全混流反应器：
0S
S S A A
C C C ?Φ=
=-
故：
200()()()1A S A A S A A A
C
C C C C C C ?=-=-+
223
003
(1)(23)22(1)S A A A A A A A A A dC C C C C C C C dC C +--+=+ 令
0S
A
dC dC =，得：20320A A A C C C +-= 解得：C A ＝1 mol / L 故：22
,max 01()()(21)()0.25111
A S A A A C C C C C =-=-=++ mol / L
6．某气相一级不可逆反应：
2A R S →+
在等温，等压条件下在一间歇反应器中进行，原料中含A 75％（mol ），8分钟后体积增加了一倍，求A 的转化率以及此温度下的速率常数。 解：
(1) 该反应为变容反应，
()2()i Inert A R S i Inert +→++
摩尔比; 0.25 0.75 即： 1/3 1 故：i =1/3，即：
11
233
Inert A R S Inert +→++
膨胀率：
10
,1,0
,0
11
(21)(1)
33 1.5113
A A A A A A x x total x total x A x total x V V n n V n ε======++-+--=
=
=
=+ 8分钟后：V ＝2V 0 = V 0（1＋εA x A ） 解得：x A = 66.7 %
(2) 由间歇式反应器的设计方程，对一级反应，有：
ln(1)A kt x =--
则：1ln(1)ln(10.667)
0.137min 8
A x k t ----==-=
7．用一个1升的全混流反应器来确定某反应A R →的动力学方程，A 的液相溶液分别以不同
的流率和不同的初始浓度加入反应器，并测定A 的出口浓度，得到如下表所示的数据。
v 0 L / min C A0 mmol / L C A mmol / L 0.4 49.14 18.34 0.5 64.40 23.60 1 103.20 41.14 2 153.20 68.10 2
180.80
75.72
假设反应速率只与A 有关，求反应速率方程式。
解：根据全混流反应器的设计方程：0A A
A
C C r τ-=
-
得：0A A
A C C r τ
--=
由已知数据可得下述数据：
假设：－r A = k C A n , 得：ln (-r A ) = ln k + n lnC A
以ln (-r A ) 对ln C A 做图，得一直线，截距＝ ln k = -3.3，得：k = 0.037 L / (mmol ?min) ， 斜率＝n=2，故速率方程为：－r A = 0.037C A 2
mmol / (L ?min)
8．在某实际反应器内用脉冲输入法测得其出口物料中示踪剂浓度的变化数据如下：
试列出相应表格计算各反应时间下所对应的的E(t)值和F(t)值以及平均停留时间 ，并画出E (t) 和F (t) 曲线。
t 2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
1.5
2.02.5
3.03.5
4.04.5
5.05.5
6.0l n (-r A )
ln(C A )
解：由于是等时间间隔（?t = 1min ），利用矩形积分法可得到如下公式：
根据上述公式列表计算如下：
E （t ）、
F （t ）曲线图如下：
t,min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C(t),g/L
0 0 3 5 6 6 4 3 2 1 0
3
8
14
20
24
27
29
30
30
E(t)，min -1
0 0 0.1 0.17 0.2 0.2 0.13 0.1 0.07 0.03 0 F(t)
0.1
0.27
0.47
0.67 0.8
0.9
0.97
1.0
1.0
4.83
∑∑∑∑∑∑∑∞
=∞
=∞
=∞
=∞
==∞
==
=
=
?=
00
00
0)
()
()
()()
()
()(;)
()()(i i i i i i i t i
t i
i
t i
t i i t i
t
t i
i t i i i t C t C t t E t E t t t C t C t F t C t t C t E ∑=t
t i
i t C 0
)
(min
,t
9．向某实际反应器入口用脉冲法加入示踪物，在出口测得的示踪物浓度变化如下：
若在该反应器内进行A →P 的一级异构化反应，已知反应流体为宏观流体，入口处A 的转化率为零，反应速度常数为0.045min -1，试用凝集流模型预测在该反应器出口处所能达到的转化率。（提示：凝集流模型公式 ）
解：根据凝集流模型的计算公式： 其中，对于一级反应： 对于脉冲示踪法：
所以，可利用矩形加和法进行近似积分：
列表计算如下：
dt t E t X X element A A )()(0
?=?
∞
dt
t E t X X element A A )()(0
?=
?
∞
∑∞
=?=0
)
()()(i t i i i t C t t C t E kt
elem ent A e t X --=1)(∑∑∑∑∑∞∞
-∞
∞
-∞-=
??-=??=0
)
()
()1()()
()
1()()(i
i kt i i
i
i kt i i element i A A t C t C e
t t
t C t C e t t E t X X i
i 48
.039
704.1839
)
0432.1642.2154.4132.5338.3512.1494.00(?=++++++++=
∴A X
10．在Pt 催化剂上进行异丙苯分解反应： C 6H 5CH(CH 3)2 ? C 6H 6 + C 3H 6
若以A 、B 及R 分别表示异丙苯、苯及丙烯，σ代表催化剂上的一个活性中心，其反应步骤如下： A + σ ? A σ A σ ? B σ + R B σ ? B + σ
若表面反应为速度控制步骤，试由L-H 机理和Hougen-Watson 模型推导异丙苯分解的等温速度方程式。
解：由题意，步骤（2）应为速度控制步骤，设其中的正向、逆向反应速度常数分别为k r 、
k r ’
,有： 又由步骤（1）已达平衡，有： 由步骤（3）已达平衡，有： 而
代入原速度表达式，有：
（其中k = k r K A , K 为总化学反应平衡常数）
11．在直径为6 mm 的球形催化剂颗粒上进行某一级不可逆反应A →P ，已知：催化剂外表面上
的反应物A 浓度为9.5?10-5 mol / cm 3，温度为350 o C 。该反应为放热反应，热效应为 -131800 J/ mol-A ，活化能为103600 J/ mol-A 。催化剂颗粒的有效导热系数为2.01?10-3 J/ cm ?s ? o C ，
R
B r A r P k k r
θθ'-=V A A A P K θθ=V B B B P K θθ=1
=++V B A θθθB
B A A B
B B B
B A A A
A A B
B A A V P K P K P k P K P K P k P K P K ++=
++=
++=
∴1111
θθθB
B A A R
B A B
B A A R B A
r B
r A A r B B A A R B B r A A r P K P K K P P P k P K P K P P K k K k P K k P K P K P P K k P K k r ++-=
++-=
++-=1)
(1)
(1'
'
反应物A 在颗粒微孔内的有效扩散系数为0.015 cm 2/ s ，反应的本征反应速度常数k v = 11.8 s -1。试计算：
(1) 颗粒中心与催化剂外表面间可能达到的最大温度差；
(2) 在此种情况下（颗粒内部同时存在着浓度梯度和温度梯度）催化剂颗粒的内扩散有效系
数。
解：（1） （2） 由已知d P = 6 mm ，得R = 6 ? 0.1/ 2 = 0.3 cm ，
查下图可得，η ? 0.6
)(44.93105.910
01.2015.0131800)(5
3
max C C D H T S P
e
?=????=
?-=
?--λ20
)
15.273350(314.810360015
.0)15.273350(1001.2105.9015.0131800)(414.8015.08.113.035
?+?==?+?????=?-==?==∴--S g S P S e e V s T R E T C D H D k R
γλβ
φ
12．在500℃下使用硅铝小球催化剂进行石脑油的催化裂化反应，该反应可近似当作一级不可
逆反应处理。已知催化剂的平均孔半径为30 ，颗粒直径为0.31 cm ，颗粒密度为1.14 g/cm 3，孔体积为0.35 cm 3/g ，油品的平均分子量为120，反应速度常数k W = 0.25 cm 3/s ?g -cat ，曲折因子 τ’
= 2。在反应条件下，催化剂微孔内的扩散主要是努森扩散，温度梯度基本可忽略，试计算此时催化剂的有效系数。 解：
A 0
)
/(1047.12
35.014.110387.7)
/(10387.7120
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化学反应工程试题集及复习题
化学反应工程考试总结 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质 量传递、热量传递和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升 高有利于活化能高的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输 入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的 两种最主要的方法为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴 向扩散模型的唯一模型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳 定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无 因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr )，该反应为 2 级 反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为 (-r A)：(-r B)：r R＝ 1：2：2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产 物是中间产物的串联反应。 →+，则其反应速率表达式不能确11.某反应的计量方程为A R S 定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化 50％需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 14.对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应 器时主要考虑反应器的大小；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率； 15.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度均一， 并且等于（大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。 二.单项选择 10.(2) B 1、气相反应CO + 3H2CH4 + H2O进料时无惰性气体，CO与2H以1∶2 δ=__A_。 摩尔比进料，则膨胀因子CO A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S P在间歇式反应器中，则目的产物P C___A____。 的最大浓度= max ,P
化学反应工程试题
化学反应工程试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔 比进料，则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2 、一级连串反应A S P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大 浓度=max ,P C ___A____。 A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 1 22)(120K K K A K K C - D. 22/1210 ]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00 S S P P n n n n -- D. 00 R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大 而单调下降，则最适合的反应器为____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用 ____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应A 2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3m 。 A. B. C. D. 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ?=-/01.0，当 l mol C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最 大时的最优空时=opt τ_____D__。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2112)/ln(K K K K D. 211K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项 ____B___。 A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 11、全混流反应器中有___B__个稳定的定常态操作点。
《化学反应工程》期末考试试题及答案..
一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A →P(1)和A →R(2)两个反应，当降低A 的浓度后，发现反应生成P 的量显著降低，而R 的生成量略降低，表明(A ) A ．反应(1)对A 的反应级数大于反应(2) B ．反应(1) 对A 的反应级数小于反应 (2) C ．反应(1)的活化能小于反应(2) D ．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值2θσ为( B ) A ． 1.0 B. 0.25 C ．0.50 D ．0 3．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3()2()1(，P 为目的产物，若活化能次序为：E 2
化学反应工程试题..
2010-2011学年第二学期末考试试题（A 卷） 一、选择题（30分，每题1.5分） 1、―三传一反‖是化学反应工程的基础，其中所谓的―一反‖是指 （ D ）。 A ．化学反应 B. 反应工程 C. 反应热力学 D. 反应动力学 2、对于反应sS pP b B aA +?→?+， 则P r = ___A__ ()A r -。 A. a p ， B. a p ， C. p a , D. p a 3、气相反应A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以1∶1 摩尔比进料，则膨胀因子A δ=（Ｄ ） A. –2 B. –1 C. 1 D. 2 4、气相反应2A + B → 3P + S 进料时无惰性气体，A 与B 以2∶1 摩尔比进料，则膨胀率A ε=（ Ｃ ） A. –1 B . –1/2 C. 1/3 D.4/3 5、反应2421042H H C H C +→，反应速率常数10.2-=s k ，则反应级数n=（ Ｂ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 6、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 的得率X P =（ Ａ）。 A. 00A P P n n n - B.A A P P n n n n --00 C.00S S P P n n n n -- D.0 R R P P n n n n -- 7、分批式操作的间歇反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项（ Ｂ ）。 A. 加料时间 B. 反应时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 8、对于反应级数n ＜0 的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用（Ｂ）。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 9、对于单一反应组分的平行反应 ，其瞬间收率P ? 随C A 增大而单调下降，则最适合的反应器为( Ａ )。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器
化学反应工程期末考试试题及答案(整理)
4?从反应器停留时间分布测定中 ，求得无因次方差「二 _ 0.98 ，反应器可视为 XXX 大学 化学反应工程 试题B （开）卷 （答案）2011 — 2012学年第一学 期 一、单项选择题： （每题2分，共20分） 1.反应器中等温进行着 A T P （1）和A T R （2）两个反应，当降低 A 的浓度后，发现反 应生成P 的量显著降低，而 R 的生成量略降低，表明 （） A .反应（1）对A 的反应级数大于反应 （2） B .反应（1）对A 的反应级数小于反应 C .反应（1）的活化能小于反应 （2） D .反应（1）的反应速率常数大于反应 2 一为（） 2?四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值 A . 1.0 B. 0.25 C . 0.50 A （1） > A ⑶ > D . 0 P —-(2)， Q 3. 对一平行一连串反应 为了目的产物的收率最大， A .先高后低 B.先低后高 C .高温操作 4. 两个等体积的全混流反应器进行串联操作， 与第二釜的反应速率-広2之间的关系为（ A . -r Ai > -r A2 B . -r Ai 则最佳操作温度序列为（ ,P 为目的产物，若活化能次序为：E 2 . 化学反应工程试卷及答案 一、填空题（共25分,每空1分） 1．化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系， 即 ，而且着重研究传递过程对 的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。 2．反应器按型式来分类可以分为管式反应器、 和 。 3．对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为 ；反应产物C 的生成速率表达式为： 。 4．反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、 和 。 5．间歇釜反应器中进行如下反应： P A → (1) 1 1n A A C k r = 1E S A → (2) 22n A A C k r = 2E 在Ao C 和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中S p C C /增大，表明活化能1E 与2E 的相对大小为 ；在温度和反应时间保持不变下，增高反应浓度，釜液中S p C C /增大，表明反应级数1n 、2n 的相对大小为 。 6．单位时间内由颗粒外表面传递至气相主体的热量可由牛顿冷却定律表达，其表数学表达式为 。 7．全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为 、 。 8．对催化剂性能影响最大的物理性质主要是 、 和孔体积分布。 9．复合反应包括三个基本反应类型，即并列反应、平行反应和_____________。 10．在停留时间相同的物料之间的均匀化过程，称之为 。而停留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为 。 11．对于反应级数0 《化学反应工程》试题 XXX大学化学反应工程试题B（开）卷 （答案）2011—2012学年第一学期 一、单项选择题：（每题2分，共20分） 1．反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明(A ) A．反应(1)对A的反应级数大于反应(2) B．反应(1) 对A的反应级数小于反应(2) C．反应(1)的活化能小于反应(2) D．反应(1)的反应速率常数大于反应(2) 2.四只相同体积的全混釜串联操作，其无因次停留时间分布的方差值为( B ) A． 1.0 B. 0.25 C．0.50 D．0 3．对一平行—连串反应，P为目的产物，若活化能次序为：E2 化学反应工程试题 班级姓名学号号 一、请在下列各题中各选择一个最适当的答案（每题1分，共40分） 1.（）不是反应程度的特点 A 总为正值 B 各反应组分的反应程度相同 C 随反应时间而变 D 与反应计量系数无关 2.-r A=kC A n中，式中的负号意味着（） A 反应速率常数为负值 B 反应速率随浓度的下降而减小 C 公式表示的是A的消耗速率 D dc A/dt为正值 3.返混的定义是（） A 不同空间位置的粒子的混合 B 不同停留时间的粒子的混合 C 参与不同反应的粒子的混合 D 不同反应器内粒子的混合 4.自催化反应当转化率为零时反应速率（） A 最大 B 出现极值点 C 为负值 D 为0 5.平推流反应器中诸参数不随（）而变 A 反应物的组成 B 反应器的轴向位置 C 反应器的空间时间D反应器的径向位置 6.在平推流反应器进行某一变容反应，若εA>0，则空间时间τ将（）平均停 A 等于 B 小于 C 大于 D 接近于 7.对反应级数大于零的单一反应，对同一转化率，其反应级数越小，全混流反 应器与平推流反应器的体积比（）。 A 不变 B 变大 C 变小 D 不好说 8.复合反应的瞬时选择性定义为（） A 生成目的产物消耗的反应物与所有消耗 的反应物的比值 B 生成副产物消耗的反应物与生成目的产物 消耗的反应物的比值 C 目的产物的净生成速率与反应物的消耗 速率的比值 D 副产物的生成速率与目的产物的净生成速 率的比值 9.空间时间的定义是（） A 停留时间与非生产时间的和 B 实际反应时间与真实停留时间的和 C 反应器有效容积与入口体积流率的比值 D 反应物微元在反应器内经历的时间 10. 11.平推流反应器的无因次方差为（） A 1 B 2 C －1 D 0 12.对反应级数大于零的单一反应，随着转化率的增加，所需全混流反应器与平 推流反应器的体积比（） A 不变 B 增加 C 减小 D 不一定 13.由脉冲示踪实验可以直接获得的是（） A 停留时间分布函数 B 停留时间分布密度函数 C 平均停留时间 D 方差 14.非理想流动反应器的方差随偏离平推流反应器的程度而（） A 减少 B 增大 C 先增大后减少 D 不变 15.非理想流动反应器的停留时间分布函数曲线是（） A 单调递减的 B 单调递增的 C 有极大值的 D 不好说 16.所谓对比时间是指（） 化学反应工程原理 一、选择题 1、气相反应 CO + 3H 2 CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料， 则膨胀因子CO δ=__A_。 A. -2 B. -1 C. 1 D. 2 2、一级连串反应A S K 1 K 2 P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=m ax ,P C ___A____。 A. 1 22 )(210K K K A K K C - B. 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A C. 122 )(120K K K A K K C - D. 2 2/1210]1)/[(+K K C A 3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性 P S =__C_。 A. A A P P n n n n --00 B. 0 A P P n n n - C. 0 0S S P P n n n n -- D. 0 0R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 5 、对于单一反应组分的平行反应A P(主) S(副)，其瞬间收率P ?随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为 ____B__。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 多釜串联全混流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。 A. 平推流反应器 B. 全混流反应器 C. 循环操作的平推流反应器 D. 全混流串接平推流反应器 7 、一级不可逆液相反应 A 2R ，3 0/30.2m kmol C A =， 出口转化率 7.0=A x ，每批操作时间 h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3 m 。 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 8、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ， s l mol C r A A ?=-/01.0，当l mol C A /10=时，求反应至 l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 9、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时 = opt τ_____D__。 A. 1 212) /ln(K K K K - B. 1 221)/ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 2 11K K 10、分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t 不包括下列哪一项____B___。 一、填空（40分） （1）气相反应A＋3B→2C，则δ= δ= 。ΒA dC A?r?,前提是（2）反应速率常数有时可以表为。A dt （3）空间速度是指 ___________ ， 空间时间是指 __________。 （4）反应具有最佳温度曲线， 最佳温度曲线是指 __________ 。 4.0克／cm5）多孔性球形颗粒10克，半径1cm，系由密度为（孔隙率3的材料制成。 则其孔容积V= ,θ= g 。假密度ρ= 2?0.218?，如果采用扩散模型，则）已知某非理想流动反应器其停留时间分布的方差 （6?Pe=_______,如果采用多级全混流模型，则m=_______ （7）催化剂微孔内的气体扩散有＿＿＿＿扩散，＿＿＿＿扩散、＿＿＿＿扩散、 及＿＿＿＿扩散等多种形式。。 L r?2C AL A C1mol/L, ，进料反应进行至，（8）复合反应＝A02C2r?M AM x?0.5, s = 时。如果该反应在在固体催化剂中进行时，由瞬时选择性LA。于内扩散的影响，选择性会t?E(t)dt?F(?)?F(0)?）（9,，。 0． （10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系： 外扩散和化学动力学控制时ζ1，Φ值较； 内扩散强烈影响时ζ1，Φ值较。 （11）CO中温变换反应器属于固定床里的反应器。固定床按气体流动方向， 可以分为和反应器。 492－＝/s, =1.5×1012）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10mm/s,D（LL则当k 时，该反应属于快反应，反应区主要在，工业上可选用 反应器或反应器；当k 时，该反应属于慢反应，这时反应区主 要在，工业上可选用或反应器。 L2r?1.0CC BAL L 13AB为主产物，则适＋（，）对于平行反应2r?2.0CC M BAA CC 的要求是宜的操作条件对和。BA （14）返混是指 1.化学反应工程是一门研究______________的科学。 2.化学反应速率式为β α B A C A C C K r =-，如用浓度表示的速率常数为C K ，用压力表示的速率常数 P K ，则C K =_______P K 。 3. 平行反应 A P(主) S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。 4.对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 5.对于恒容的平推流管式反应器_______、_______、_______一致。 6.若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合，这种流体称为_______。 7.流体的混合程度常用_______、_______来描述。 8.催化剂在使用过程中，可能因晶体结构变化、融合等导致表面积减少造成的_______失活，也可能由于化学物质造成的中毒或物料发生分解而造成的_______失活。 9.对于多孔性的催化剂，分子扩散很复杂，当微孔孔径在约_______时，分子与孔壁的碰撞为扩散阻力的主要因素。 10.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。 11.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。 12.描述流化床的气泡两相模型，以0U 的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流化 速度mf U 通过，而其余部分_______则全部以气泡的形式通过。 13.描述流化床的数学模型，对于气、乳两相的流动模式一般认为_______相为平推流，而对_______相则有种种不同的流型。 14.多相反应过程是指同时存在_______相态的反应系统所进行的反应过程。 II.1.一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优 空时 = opt τ_______。 A. 1212)/ln(K K K K - B. 1221) /ln(K K K K - C. 2 112)/ln(K K K K D. 211K K 2.全混流反应器的容积效率η小于1.0时，且随着A χ的增大而减小，此时该反应的反应级数n_______。 A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞0 3.当反应级数n_______时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。 A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜1 4.轴向分散模型的物料衡算方程的初始条件和边界条件与_______无关。 A. 示踪剂的种类 B. 示踪剂的输入方式 C. 管内的流动状态 D. 检测位置 5.对于气-液相反应几乎全部在液相中进行的极慢反应，为提高反应速率，应选用_______装置。A. 填料塔 B. 喷洒塔 C. 鼓泡塔 D. 搅拌釜 6.催化剂在使用过程中会逐渐失活，其失活速率式为d m i d C k dt d ψψ =- ，当平行失活对反应物有强内扩散阻力时，d 为_______。 化学反应工程习题 第一部分：均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应，其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？ 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？ 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化， 试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3，C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行，且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。（1）试确定此反应的动力学方程；（2）计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间；（3）比较计算结果，你有什么体会？ 《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器 1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。 化学反应工程考试题 第一章 绪论 1.“三传一反”是化学反应工程的基础，其中所谓的一反是指__反应动力学__。 2.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。 “三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递 3. 一级连串反应在全混流釜式反应器中，则目的 产物P 的最大浓度_____、 _ _。 4. 一级连串反应在平推流反应器中，则目的产物 P 的最大浓度__、 ____。 5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中，则目 的产物P 的最大浓度_ 、 _。 6. 一级连串反应在平推流反应器中，为提高目的 产物P 的收率，应__降低__。 7. 化学反应速率式为 ，如用浓度表示的速率常数为， 用压力表示的速率常数为，则=__D__。 A. B. C. D. 8.反应，，则反应级数n=__B___。 A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 9.反应A + B → C ，已知，则反应级数n=___B____。 A S K 1 K 2 P =max ,P C 2 2/1120 ]1)/[(+K K C A = opt τ2 11K K A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -= opt t 1 221) /ln(K K K K -A S K 1 K 2 P =max ,P C 1 22 )(2 10K K K A K K C -=opt t 1 221)/ln(K K K K -A S K 1 K 2 P 12/k k β αB A C A C C K r =-C K P K P K C K β α+-)(RT ) ()(βα+RT ) ()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 2 1 0.2-=s k 1 15.0-=s k 二、填空题（每题5分，共30分） 1．一不可逆反应，当反应温度从25℃升高到35℃时，反应速率增加一倍，则该 反应的活化能为 52894 J ／mol 。 解：mol J E E T T R E k k /528942ln )308 12981(314.82ln )11(ln 2 112=∴=-==-=， 2．一气固催化反应R B A →+，若本征反应速率方程为： 则该反应可能的反应机理为 σR R σσR σB σA σB σ σB A σ σA S k +?+?→?+?+?+） 此步为速率控制步骤 ( 222 3．间歇釜反应器中进行如下反应： P A → (1) －r A1＝k 1C A a1 S A → (2) －r A2=k 2C A a2 在C A0和反应时间保持不变下，降低反应温度，釜液中C P /C S 增大，表明活化能E1与E2的相对大小为 E1 化学反应工程考试题库（分三个部分） （一）（综合章节）复习题 一、填空题： 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指质量传递、热量传递 和动量传递，“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同，但通常温度升高有利于活化能高 的反应的选择性，反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法 和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为 积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ，轴向扩散模型的唯一模 型参数为Pe（或Ez / uL）。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ，其无因次方差2θσ= 0 ，而全混流反应器的无因次方差2θσ＝ 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol? hr )，该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→，各物质反应速率之间的关系为(-r A)：(-r B)：r R＝1：2：2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反 应。 11.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式不能确定。 12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解，在67℃时转化50％需要30 min, 而 在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒，该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。 13.反应级数不可能（可能/不可能）大于3。 化学反应工程练习题 一．填空 1.对反应速率与浓度成正效应的反应分别采用全混流、平推流、多级串联全混流反应器其反应器体积的大小关系为__________。 2. 拟均相模型：对于多相催化反应，忽略催化剂内外__________和__________的差异，将反应当成均相反应。 3.反应器处在非稳定的操作状态下，当操作参数有小的扰动，反应器的局部地方或整个反应器中的温度便会大幅度地上升的现象，称为__________。 4. 对于恒容的平推流管式反应器__________、__________、__________一致。 5.全混流反应器的空时τ是__________与__________之比。 6.消除外扩散影响最有效的措施是__________；消除内扩散影响最有效的措施是__________。 7. 在有滞留区存在的釜式反应器E(θ)图中，，当θ=0时，E(θ)=__________1（填<，>或=）。 8. 平推流反应器的F 函数的无因次时间表达式为__________，其无因次方差σ2＝__________，而全混流反应器的无因次方差σ2＝__________。 9.脉冲示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线，阶跃示踪法根据检测到的浓度变化曲线可以直接得到__________曲线。 10. 某一级不可逆气固催化反应，在反应温度150℃下，测得k P =5s -1,有效扩散系数D eA =0.2cm 2/s 。当颗粒直径为0.1mm 时，内扩散系数为 。 11. 一级不可逆液相反应，A → 2R ，L kmol C A /3.20=， 出口转化率7.0=A X ，每批操作时间2.06h ，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，=60，则反应器的体积V 为_______。 12. 某二级液相反应A+B==C ，已知在间歇全混釜反应器中达到x A =0.99需反应时间为 10 min ，在平推流反应器中进行时，空时τ=__________。 R M化学反应工程试卷及答案
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